TUFTS大學(xué)開發(fā)3D打印藥丸，可以幫助創(chuàng)建治療腸道疾病的方法

2019年7月29日，南極熊從外媒獲悉，由塔夫茨大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個研究項目開發(fā)了一種3D打印藥丸，可以在攝入時通過胃腸道對腸道中的細(xì)菌（也稱為微生物組）進(jìn)行采樣。通過對位于腸道內(nèi)的細(xì)菌種類進(jìn)行分析，研究人員可以增加對腸道微生物組相關(guān)疾病的認(rèn)識，這些疾病可能具有重要意義。

據(jù)高級智能系統(tǒng)雜志發(fā)表的一項研究報告稱，3D打印藥丸被認(rèn)為是第一種能夠提供胃腸道微生物群體特征的非侵入性診斷工具。目前用于對微生物組進(jìn)行取樣的方法主要涉及分析糞便DNA和代謝物的侵入性程序。這些方法有時可能無效且不準(zhǔn)確，在細(xì)菌種類可能發(fā)生顯著變化的區(qū)域提供的信息很少。

塔夫茨大學(xué)的3D打印和該研究的主要作者,研究新型應(yīng)用的博士后研究員Hojatollah Rezaei Nejad評論道:“我們擁有使用DNA測序分析細(xì)菌種群的先進(jìn)技術(shù)，但直到現(xiàn)在還沒有辦法以非侵入性的方式在整個胃腸道中對細(xì)菌進(jìn)行采樣.”

“通過非侵入性抽樣，這個藥丸可以幫助我們更好地識別和理解不同腸道細(xì)菌在健康和疾病中的作用�！�

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通過3D打印了解和預(yù)防疾病

用微流體通道對藥丸進(jìn)行3D打印，使其能夠?qū)ξ改c道的不同階段進(jìn)行采樣。在藥丸的表面上是pH敏感的涂層，防止藥丸吸收樣品直到它繞過胃并進(jìn)入小腸，然后涂層溶解。藥丸中的兩個腔室由半透膜隔開。其中一個腔室包含吸收細(xì)菌的螺旋通道，而另一個腔室充滿鈣鹽。鹽室有助于在稱為滲透的過程中將細(xì)菌吸入螺旋通道。

此外，在藥丸內(nèi)部實施了一個小磁鐵，可以從身體外部使用磁鐵來控制它。然后可以將藥丸移動并保持在腸道中的特定位置，以進(jìn)行更多空間目標(biāo)取樣。 “該設(shè)備的設(shè)計使其非常易于使用，對受試者構(gòu)成的風(fēng)險很小，但提供了大量信息，”塔夫斯大學(xué)卡明斯獸醫(yī)學(xué)院傳染病與全球健康教授Giovanni Widmer解釋說。

這種3D打印的藥丸已被Tufts研究人員在體外和體內(nèi)進(jìn)行了測試。根據(jù)他們的發(fā)現(xiàn)，研究人員得出結(jié)論，該藥丸能夠準(zhǔn)確識別細(xì)菌種群及其相對豐度。然而，到目前為止，它僅在豬和靈長類動物中進(jìn)行過測試。需要進(jìn)行臨床試驗以確定3D打印的藥丸是否可用于人類以進(jìn)行常規(guī)臨床護(hù)理。

健康腸道中存在超過1,000種細(xì)菌，盡管它們中的大多數(shù)具有消化益處和對疾病的保護(hù)作用。然而，有可能擾亂微生物組的自然平衡，微生物組可導(dǎo)致炎癥，易感染和癌癥等其他疾病的惡化。 3D打印的藥丸有可能在研究具有對疾病有益或保護(hù)作用的特定微生物組代謝物的研究中發(fā)揮重要作用。

“我們正在學(xué)習(xí)腸道微生物組在健康和疾病中的作用。然而，我們對它的生物地理知之甚少，“塔夫斯大學(xué)工程學(xué)院電氣和計算機(jī)工程教授，該研究的通訊作者Sameer Sonkusale補(bǔ)充道。

“該藥將改善我們對微生物分布中空間分布的作用的理解，以推進(jìn)針對多種疾病和條件的新治療和治療。”


雖然避孕藥可能作為一種非侵入性診斷工具具有重要意義，但并不是第一次使用3D打印來生產(chǎn)具有醫(yī)學(xué)和健康獨(dú)特益處的藥丸。

2018年12月，在麻省理工學(xué)院（麻省理工學(xué)院）開展了一個項目，研究人員開發(fā)了一種3D打印藥丸，用于收集人體胃內(nèi)的數(shù)據(jù)。這些藥丸被設(shè)計為在胃中放置超過一個月，感知感染的發(fā)展，或身體對藥物的反應(yīng)，甚至是服用治療藥物。

另一方面，紐約圣約翰大學(xué)的一個研究小組設(shè)計并測試了3D打印平板電腦，旨在阻止阿片類藥物濫用者濫用藥物。熱塑性片劑以蛋形3D打印，這有助于難以濫用強(qiáng)效處方藥。

尋求商業(yè)化3D打印藥品和設(shè)備的UCL衍生公司FabRx也開發(fā)了自己的3D打印藥丸。該公司正在開展一項合作項目，將3D打印機(jī)硬件和材料商業(yè)化，以生產(chǎn)供人類消費(fèi)的個性化藥品。英國政府的技術(shù)戰(zhàn)略委員會Innovate UK已經(jīng)為該項目提供了超過65萬英鎊的資金。


編譯自：3dprintingindustry